Les voies de gulatio de l’autophagie La voie de régulation mTOR

a.

La oie ajeu e de gulatio de l autophagie est la sig alisatio mTOR. mTORC1 est un gulateu gatif de l autophagie. La phospho latio des p ot i es ULK / et Atg13 par mTORC1

e p he la sta ilisatio et l a ti it ki ase du o ple e ULK, i hi a t l autophagie (Jung et al., 2009).

Comme décrit précédemment, le complexe mTORC1 est activé par la voie PI3K/Akt (Dibble and Cantley, 2015). Cette activation, dépendante des récepteurs tyrosine kinase, est régulée par les nutriments, dont le cholestérol (Castellano et al., 2017) et les acides aminés (Hara et al., 1998) tels que la leucine (Son et al., 2019) et la glutamine (Tan et al., 2017). Il a t d o t u u e a e e en nutriments était responsable de l inhibition de mTORC1 et, par conséquent, d u e a ti atio de l autophagie. Cette inhibition peut se faire via l a ti atio d AMPK (Egan et al., 2011; Kim et al., 2011) et via le recrutement de TSC1/2 par les lysosomes (Demetriades et al., 2014). mTORC1 peut également être gul pa des fa teu s de oissa es tels ue l i suli e (Inoki et al., 2002).

mTOR a été identifié au milieu des années 1990 par isolement biochimique à l aide d u o ple e rapamycine-FKBP12 (tacrolimus-binding protein 12 kDa). Ce complexe se lie spécifiquement à mTORC1 et inhibe, de manière allostérique, son activité kinase (Chiu et al., 1994; Sabatini et al., 1994; Sabers et al., 1995). De ce fait, la rapamycine est une molécule très utilisée comme activateur de l autophagie. Son effet pro-autophagique a notamment été montré chez la levure dans des conditions riches en nutriments (Noda and Ohsumi, 1998), dans des lignées cellulaires de gliome (U87-MG et T98G) (Takeuchi et al., 2005), dans des modèles in vitro et in vivo de maladies neurodégénératives (Ravikumar et al., 2002; Ravikumar et al., 2004) et dans le système nerveux de souris (moelle épinière et cervelet) (Castillo et al., 2013).

Le complexe PI3K de classe III b.

Le complexe PI3KC3 est i pli u da s la gulatio positi e de l autophagie et il est nécessaire pour la formation du phagophore, sa nucléation et son élongation. La protéine Beclin1 joue le le de platefo e, e uta t des p ot i es a ti at i es ou i hi it i es de l autophagie da s différents complexes. Parmi les protéines activatrices de l autophagie o et ou e :

 UVRAG, qui se lie à Beclin1 et à Bif-1 (Liang et al., 2006, 2008; Takahashi et al., 2007) fa o isa t l a ti it du o ple e PI KC .

 La protéine NRBF2 (nuclear receptor binding factor 2) permettant l asse lage du o ple e PI3KC3 (Cao et al., 2014; J. Lu et al., 2014).

 La protéine VMP-1 (vacuole membrane protein 1) qui se lie à Beclin1 (Ropolo et al., 2007).  La protéine Ambra1, phosphorylée par ULK1, elle stabilise le complexe ULK1 et permet la

libération de PI3KC3 du moteur dynéine qui peut alors se retrouver dans le RE pour induire la fo atio de l autophagoso e (Cianfanelli et al., 2015; Di Bartolomeo et al., 2010; Nazio et al., 2013; Strappazzon et al., 2015).

 L oncoprot i e E B K de l ad o i us ui i te agit a e le do ai e BH de Be li (Piya et al., 2011).

De o euses p ot i es gule t gati e e t l autophagie e se lia t Be li :

 Bcl2 se lie directement au domaine BH3 de Beclin1, entraînant son inactivation (Pattingre et al., 2005).

 La protéine Rubicon rentre en compétition avec la protéine Atg14L1 pour interagir avec Beclin1 (Matsunaga et al., 2009; Zhong et al., 2009).

 Certaines protéines virales telles que la p ot i e ICP . du i us de l He p s si ple (Orvedahl et al., 2007), la protéine Nef du VIH- i us de l i u od fi ie e hu ai e-1) qui bloque la maturation des autophagosomes (Kyei et al., 2009) et la protéine Matrix 2 du virus de la grippe qui bloque la fusion des autophagosomes avec les lysosomes (Gannagé et al., 2009).

La signalisation p53 c.

La protéine p53, découverte en 1979 (Kress et al., 1979; Linzer and Levine, 1979), est un facteur de transcription ui gule l e p essio de plusieu s e tai es de g es otamment impliqués dans la réparation des dommages cellulaires (Farmer et al., 1992). p53 est un suppresseur de tumeur do t l i a ti atio fa o ise le d eloppe e t de o euses tu eu s. En effet, plus de 50 % des cancers présentent des mutations du gène TRP53 (transformation related protein 53) (Leroy et al., 2014; Nigro et al., 1989). De plus, p53 intervient dans de nombreuses voies métaboliques telles que la voie IGF (insulin growth factor)/PI3K/mTOR en réponse à des stress ellulai es a i s tels ue le st ess o da t, le st ess du RE ou l h po ie (Feng et al., 2007). p53 se le gale e t t e u fa teu l da s la gulatio de l autophagie.

En 2008, Tasdemir et collaborateurs ont démontré que p53 peut aussi bien promouvoir l autophagie ue l i hi e et que cette dualité était dépendante de sa localisation cellulaire. Il apparait u au niveau nucléaire, p53 agit comme un facteur de transcription pro-autophagique alors la forme cytoplasmique de p53 i hi e l autophagie (Tasdemir et al., 2008). Cependant, une étude récente a o t ue l a ti it t a scriptionnelle de p53 contribue aussi l i hi itio de l autophagie. E effet, la fo e u l ai e de p est apa le de gule gati e e t l e p essio de PINK PTEN-

induced putative kinase 1), une protéine clé de la mitophagie (dégradation sélective des

mitochondries) (Goiran et al., 2018). La ti atio de l autophagie pa p est majoritairement d pe da te de l i hi itio de la oie TORC via la régulation transcriptionnelle des gènes :

 Codant les sous-u it s β et β de l AMPK (Feng et al., 2007).

 Coda t l IGFBP (insulin-like growth factor binding protein-3), une molécule sécrétée apa le de se lie au fa teu s de oissa e de la fa ille de l IGF, i duisa t l i hi itio de la voie IGF/PI3K/mTOR (Feng et al., 2007) .

 Codant TSC2 et PTEN (Feng et al., 2007; Stambolic et al., 2001).

 Coda t les p ot i es sest i es et , i pli u es da s l i hi itio de TORC (Budanov and Karin, 2008; Budanov et al., 2002).

La protéine p53 inhibe également la transcription des gènes codant des protéines de la famille Bcl-2, induisant une diminution du nombre de complexe Bcl-2-Beclin1 et favorisant la formation du complexe PI3KC3 (Toshiyuki and Reed, 1995). L a ti atio t a s iptio elle de la p ot i e DRAM (damage-regulated autophagy modulator) par p53, suite des do ages de l ADN, conduit à une a ti atio des p o essus d autophagie et d apoptose (Crighton et al., 2006). Les gènes ULK1/2, Atg7, Atg2b, Atg4a, Atg4c, Atg7, Atg10 et UVRAG sont également des cibles de p53 pour activer l autophagie (Kenzelmann Broz et al., 2013). Finalement, il a été montré que la protéine p53 régulait négativement LC3 dans les trophoblastes humains en différenciation (Gauster et al., 2018) et dans les lignées HTC116 (lignée de cancer colique humain), contrôlant ainsi la balance autophagique (Scherz-Shouval et al., 2010).

2. _{Les sig au de st ess gula t l’autophagie}